捩り振動を利用した 80MHzシリコンMEMS共振器

~共振器および共振器アレイ~

理工学部 機械工学科 

教授 鈴木 健一郎

研究内容

無線システムに広く使用されている水晶振動子/SAWデバイスに代えシリコンMEMS共振器(MEMS:微小電気機械システム)が急速に普及しつつある今、高周波ダイレクト発振可能な高性能シリコン共振器の研究開発が加速している。
ねじり振動を利用した共振器は、製造ばらつきを低く抑え(断面形状依存性が小さい)また、長期信頼性が高いので、シリコン共振器の高性能化に役立つ。
我々は新規原理(日米特許成立)に基づいたMEMS共振器とそれを使用した発振器の試作に成功。また、高い歩留まりで20µmの厚い構造体を0.1µmの狭ギャップの上に浮上させるデバイス作製技術の開発にも成功した。

研究成果

  • MEMS共振器技術 シリコンバルクマイクロマシニングを利用した80MHzの共振器(Q値>30,000)を作製
  • 《発振回路技術》 1kHzオフセットのとき-101dBc/Hz の位相ノイズを実現


80MHz捩り振動シリコン共振器:0.1µm狭ギャップ
自励発振:78.5MHzとその高調(測定値)
自励発振:位相ノイズ(測定値)

応用例

以下の特徴により、特に小型携帯端末の高度化に貢献する。

  • ●高周波 (<100GHz)
  • ●ブロードバンド (<100GHz)
  • ●高集積 (Si ICプロセスと共存)
  • ●低消費電力 (~μW)



特許情報

第5333950号/第5671742号/US8872603

研究キーワード

MEMS ・Q値 ・共振器 ・捩り振動 ・発振器 

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